6 inovacija i modernizacija betona

Beton se odnosi na posebno stvorene (umjetne) kamene građevinske materijale. Sastoji se od vode, adstrigentno (najčešće - cement) i punila različitih veličina. beton je jedan od najčešće korištenih građevinskih materijala na svijetu. Ovo je materijal izbora za većinu novih velikih prometnica, zgrada, mostova i mnogih drugih građevina zbog svoje trajnosti i relativno jednostavne uporabe. Tehnologije ne miruju, istraživački timovi provode nova istraživanja s predstavljenim materijalom, kao rezultat njihovog rada pojavljuju se novi razvoj.

Beton od drva: stvarnost ili mit?

Prije je drvo bilo jedan od najčešćih građevinskih materijala, ali danas su ga zamijenili betonskim mješavinama. Aktivni razvoj tehnologija omogućio je kombiniranje 2 vrste materijala, stvarajući kombiniranu mješavinu drva i betona.

Švicarski nacionalni program drvnih resursa (NRP 66) fokusiran je na stvaranje jedinstvene mješavine. Švicarski istraživači uspjeli su razviti radikalan pristup kombinaciji drveta i betona: prave otporni beton, od čega je 50 posto izrađeno od drveta. Visok udio drva u betonskoj smjesi doprinio je dobroj toplinskoj izolaciji materijala bez narušavanja otpornosti na vatru.

Glavna razlika između opisane smjese i klasičnog betona je zamjena šljunka i pijesak sitnozrno drvo.

Izrada plutajućeg betona

"Teže ne više od polovine od težine običnog betona - najlakši čak i lebde!", Kaže organizator istraživanja. Pored toga, nakon demontaže, materijali se mogu ponovo upotrijebiti kao gorivo za toplinu i električnu energiju. Unatoč poštivanju zahtjeva za sigurnost od požara građevinski materijal se može spaliti u suradnji s ostalim otpadom.

Rezultati otpornosti na stres potvrdili su da je novi drveni beton prikladan za izradu ploča i zidnih ploča te može postati materijal za nosive konstrukcije u građevinarstvu. Tijekom nadolazećih studija potrebno je otkriti u kojim je područjima bolje primijeniti određenu vrstu drveno-betonskog kompozita i učinkovite metode njegove proizvodnje. Prema Daya Zwiki (organizator), razina znanja koja je potrebna za široku upotrebu još uvijek je previše ograničena.

Revolucionarni grafen beton

Graphene je modifikacija ugljika koja u posljednje vrijeme postaje sve popularnija. Stručnjaci sa Sveučilišta u Exeteru razvili su inovativnu tehniku ​​pomoću nanotehnike za uvođenje grafena u klasičnu proizvodnju betonskih smjesa. Jedinstvena tehnologija omogućila je stvaranje izdržljivog, ekološki prihvatljivog i izdržljivog betona. Osim toga, otpornost na vodu značajno se povećala. Ispitivanje proizvedenog materijala pokazalo se u potpunosti u skladu s britanskim i europskim građevinskim standardima.

Važno je napomenuti da je novi koncentrat ojačan grafenom značajno smanjio ugljični otisak tradicionalnih metoda proizvodnje betona, što ga čini održivijim i ekološki prihvatljivijim. Istodobno je emisija ugljika značajno smanjena (za 446 kg / t), a količina materijala potrebnih za stvaranje betona smanjena je za 50 posto.Većina znanstvenika uvjerena je da će nova tehnika omogućiti uvođenje novih nano-materijala u beton, čime će se modernizirati globalna građevinarska industrija.

Potraga za metodama zelene gradnje korak je prema smanjenju emisija ugljika u cijelom svijetu i način zaštite okoliša. Ovo je važno ulaganje u stvaranje napredne građevinske industrije za budućnost.

Ugljeni pepeo u betonu

Teško je dobiti točan sadržaj vlage u betonu, jer prah i agregati tvore gustu cementnu matricu, što stvara poteškoće za kretanje vlage nakon početka sušenja. Pored toga, potrebni su posebni atmosferski uvjeti za sušenje. Ako se vanjska površina betona osuši prije nego što se unutarnji dio stvrdne, to može dovesti do slabije strukture proizvoda.

Farnamova laboratorija željela je razviti agregatni proizvod koji bi imao optimalne karakteristike miješanja, čvrstoće i poroznosti i pronašao način da se napravi od velike količine otpada.

Ugljeni pepeo - nusproizvod elektrana na ugljen, koji je dobiven kao rezultat izgaranja ugljena. Svake godine stotine tona pepela šalju se na odlagalište. Istraživači sa Sveučilišta Drexel vjeruju da su pronašli upotrebu praškastog ostatka. Uvjereni su da pepeo može beton učiniti izdržljivijim i bez pukotina.

Razvoj tvrtke Farnam

"Rješenje koje smo smislili bila je prerada otpada ugljenog pepela u porozan, lagan agregat vrhunskih performansi koji se može proizvesti po nižim cijenama od postojećih prirodnih i sintetskih opcija", rekao je Farnam (osnivač ideje).

Znanstveno je dokazano da će predstavljeni dodatak značajno povećati vijek trajanja betona, učiniti ga puno jačim. Koncept unutarnjeg otvrdnjavanja razvijen je u posljednjem desetljeću; koristi se porozni lagani agregat koji olakšava postupak sušenja. Dodatak može održavati konstantnu razinu vlage u betonu kako bi se ravnomjerno očvrsnulo iznutra.

Kalcijev silikat u betonu

Mikro sfere napravljeni od kalcijevog silikata razvili su znanstvenici sa sveučilišta Rice. Dokazano je da će izum pomoći da se dobije trajniji i ekološki prihvatljiviji beton, s poboljšanim mehaničkim svojstvima (čvrstoća, tvrdoća, elastičnost i trajnost) u odnosu na Portland cement, najčešće vezivo koje se koristi u betonu. Veličina sfera je promjera od 100 do 500 nanometara. Njihova upotreba obećava smanjenje energetske intenziteta proizvodnje cementa (jedno od najčešćih veziva u betonu). Shahsavardi tvrdi da su sfere pogodne za inženjering koštanog tkiva, izolaciju, keramiku i primjene kompozita, kao i za cement.

Prema Shahsavardi, povećanju čvrstoće cementa doprinijet će:

• Smanjite težinu betona.
• Manja potrošnja materijala.
• Smanjena potrošnja energije tijekom proizvodnje betona.
• Smanjenje emisija ugljika tijekom proizvodnog procesa.

Znanstvenik je rekao da veličina i oblik čestica u cjelini imaju značajan utjecaj na mehanička svojstva i trajnost rasutih materijala poput betona.

Reciklirani beton za gume

UBC inženjeri razvili su otporniji tip betona koristeći reciklirane gume. Tvar se može koristiti za betonske konstrukcije kao što su zgrade, ceste, brane i mostovi. Istovremeno će se značajno smanjiti količina otpada na odlagalištima.

Istraživači su eksperimentirali s različitim omjerima recikliranih vlakana guma i drugih materijala koji se koriste u betonu - cementu, pijesku i vodi - prije nego što su našli savršenu mješavinu. Sastoji se od 0,35% vlakana guma. U SAD-u, Njemačkoj, Španjolskoj, Brazilu i Kini već postoje asfaltirane ceste s mrvicama od drobljenih guma.Dokazano je da je prisutnost ovih čestica pridonijela poboljšanju elastičnosti betona i produljenju njegovog vijeka trajanja.

Rezultati ispitivanja konkretnih guma

Laboratorijska ispitivanja potvrdila su da beton ojačan vlaknima smanjuje pucanje pukotina za više od 90 posto u usporedbi s klasičnom mješavinom. To je zbog polimernih vlakana koja preklapaju pukotine kako se formiraju, pomažući zaštiti strukturu i produljiti njezin životni vijek.

"Većina istrošenih guma za odlaganje. Dodavanje vlakana u beton može smanjiti ugljični otisak u industriji guma, kao i smanjiti emisiju u građevinskoj industriji, jer je proizvodnja cementa značajan izvor emisije stakleničkih plinova “, rekao je Bantia, direktor UBC-ovog istraživanja.

Za to je korišten novi betonokretanje stepenica ispred zgrade Macmilana u kampusu UBC. Tim Banthije prati njegovo stanje senzorima ugrađenim u beton, prateći razvoj stresa, pukotina i drugih čimbenika. Trenutno, rezultati opažanja potvrđuju rezultate laboratorijskih ispitivanja i ukazuju na značajno smanjenje pukotina.

Kako izbjeći uništavanje betona sumpornom kiselinom?

Atmosferski i kemijski učinci na betonski premaz negativno utječu na njegovo stanje. Uništavanje betona iz sumporne kiseline može se izbjeći pronalaženjem načina da se spriječi adsorpcija njegovog prethodnika plina u beton. Tijekom svog istraživanja, Matthew Lasic ustanovio je da je za zaštitu betonske infrastrukture od korozivnih utjecaja potreban preliminarni tretman usmjeren prema adsorpcijskim mjestima u cementnom hidratu, gdje je spojena većina molekula sumporovodika. Međutim, ovaj pristup može biti težak zbog njihove široke uporabe.

Porozna struktura betona čini ranjivim na adsorpciju prirodnog plina. U svojoj studiji, autori provode analizu nanočevina na temelju Monte Carlo simulacija kako bi simulirali migraciju molekula plina u strukturu cementnog hidrata. Njihovo modeliranje sugerira da je za dobru apsorpciju cementa hidrata potrebna određena kombinacija veličine molekule i površine.